[碩士]鋼—活性粉末混凝土簡(jiǎn)支組合梁受力性能研究

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　　[碩士]鋼—活性粉末混凝土簡(jiǎn)支組合梁受力性能研究　　學(xué)科專業(yè):橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士 　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2007　　 鋼一普通混凝土組合梁(C50及以下，簡(jiǎn)稱普通組合梁)具有自重輕、經(jīng)濟(jì)性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，它充分發(fā)揮了鋼(受拉)和混凝土(受壓)兩種不同材料的特點(diǎn)，在工程實(shí)踐中已得到越來越多的應(yīng)用。雖然普通組合梁具有上述明顯優(yōu)勢(shì)，但由于材料本身的限制，存在一些如抗拉強(qiáng)度低、極易開裂、連接性能在長(zhǎng)期荷載作用下容易劣化等缺陷。本文擬從提高材料性能的角度，將超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、低孔隙率、環(huán)保的活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，簡(jiǎn)稱RPC)引入到組合梁領(lǐng)域，使之與鋼梁相結(jié)合，形成鋼一RPC組合梁(簡(jiǎn)稱RPC組合梁)，利用RPC超高的力學(xué)性能和優(yōu)良的耐久性，進(jìn)一步改善組合梁受力性能?！　? 本文采用對(duì)比分析的思路，首先利用ANSYS軟件對(duì)文獻(xiàn)中有試驗(yàn)結(jié)果的普通組合梁進(jìn)行了非線性分析，將計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中的計(jì)算結(jié)果及其試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，結(jié)果吻合良好;然后根據(jù)經(jīng)過驗(yàn)證的有限元模型，在其它參數(shù)不變的條件下，將混凝土板更換為RPC板，用ANSYS對(duì)RPC組合梁進(jìn)行了全過程非線性分析，并對(duì)RPC板厚、鋼梁屈服強(qiáng)度和鋼梁截面尺寸進(jìn)行了參數(shù)分析，在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)RPC組合梁的曲率延性、位移延性和轉(zhuǎn)角延性進(jìn)行了研究;最后對(duì)鋼-RPC剪力連接件的設(shè)計(jì)提出了建議?！　? 經(jīng)過與普通組合梁的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)相同條件下RPC組合梁的承載能力明顯高于普通組合梁，由于RPC抗壓強(qiáng)度很高，發(fā)生過大塑性變形時(shí)尚不能達(dá)到極限壓應(yīng)變，故RPC簡(jiǎn)支組合梁應(yīng)以鋼梁下翼緣達(dá)到極限拉應(yīng)變(本文假設(shè)為0.01)作為承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志;正常使用條件下RPC翼板下緣不會(huì)發(fā)生開裂，并且由于RPC彈性模量大，相同尺寸時(shí)RPC組合梁的截面剛度比普通組合梁大;在組合梁受力性能相同的條件下，RPC組合梁的翼板比普通混凝土板減薄巧%以上，可進(jìn)一步增大跨度;通過參數(shù)分析發(fā)現(xiàn):提高鋼材強(qiáng)度等級(jí)，或增加鋼梁下翼緣的面積，均可有效提高RPC組合梁的極限承載力，并使其壓應(yīng)力達(dá)到更高的水平;如果允許鋼材進(jìn)入強(qiáng)化階段，RPC組合梁的延性比普通組合梁大得多，且由于栓釘最小間距的限制使RPC組合梁有可能達(dá)不到完全連接?！　? 將RPC作為翼板應(yīng)用于組合梁，可以進(jìn)一步減輕翼板自重、增大跨度，減少后期維護(hù)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益，拓寬其在工程中的應(yīng)用范圍，有良好的應(yīng)用前景。

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